【正文】 按 15%富裕系數(shù)，確定人數(shù)為 40 人。 人 氧氣濃度 %～ 23% 二氧化碳濃度 ≤ 1% 一氧化碳濃度 ≤ 24ppm 相對(duì)濕度 ≤ 85% 溫度 ≤ 35℃ 過(guò)渡室環(huán)境壓力 ≥ +100Pa 生存室環(huán)境壓力 ≥ +100Pa 檢測(cè)要求 過(guò)渡室內(nèi)的氧氣、一氧化碳、壓力；生存室內(nèi)的氧氣、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、溫濕度、壓力；硐室外的氧氣、甲烷、樂(lè)山沫鳳能源有限責(zé)任公司黃泥埂煤礦井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 方案 39 二氧化碳、一氧化碳 防爆要求 配套用電器設(shè)備均應(yīng)符合 GB3836 中相關(guān)要求，納入安標(biāo)管理的應(yīng)取得安全標(biāo)志 照明要求 配備不少于 倍人數(shù)一體化礦燈，同時(shí)需對(duì)過(guò)渡室、生存室、及室外指示照明 通訊要求 實(shí)現(xiàn)和外界的通訊及數(shù)據(jù)傳輸 食物要求 食物不少 于 5000KJ/(人 .天 ) 飲用水要求 不少于 (人 .天 ) 自救器 不少于額定人數(shù)的 倍，原則上要求隔絕式壓縮氧類別，使用時(shí)間不小于 45min 臨時(shí) 避難硐室的結(jié)構(gòu)和內(nèi)部設(shè)置與永久避難硐室一致，只是由于額定人數(shù)和備用系數(shù)的變化使得壓縮氧氣、壓縮空氣 、制冷所需冰的質(zhì)量、吸收一氧化碳和二氧化碳以及儲(chǔ)存食物在數(shù)量上有所變化，現(xiàn)分別計(jì)算，其余與永久避難硐室一致內(nèi)容不再詳細(xì)敘述。 避難硐室有效面積 ≥ ㎡ /人 過(guò)渡室有效面積 ≥ 2 ㎡ 接口 外界電源、壓風(fēng)系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、單向排氣接口、外界通訊接口、人員定位接口、視頻接口、供風(fēng)、供水接口 壓風(fēng)供氧 供風(fēng)量 ≥ 178。 20Pa 壓力下，泄壓速率不大于 300177。 樂(lè)山沫鳳能源有限責(zé)任公司黃泥埂煤礦井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 方案 38 圖 411 臨時(shí) 避難硐室平面圖 2 主要技術(shù)指標(biāo) 臨時(shí) 避難硐室的主要技術(shù)指標(biāo)要求如表 411 所示。當(dāng)井下災(zāi)變事故發(fā)生時(shí)，避難人員可從過(guò)渡室進(jìn)入生存室中避險(xiǎn)。 生存室長(zhǎng) 15m，寬 4m，高 。詳細(xì)設(shè)計(jì)見(jiàn)附圖： 臨時(shí) 避難硐室平面圖。 所選位置能使人員在發(fā)生災(zāi)害時(shí)，在使用 45 分鐘自救器防護(hù)的情況下進(jìn)入避難硐室。 樂(lè)山沫鳳能源有限責(zé)任公司黃泥埂煤礦井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 方案 37 圖 381 儀器設(shè)備布局平面示意圖 防護(hù)密封門(mén) 壓縮空氣幕 噴淋裝置 密封門(mén) 打包馬桶 二氧化碳凈化罐存放柜 二氧化碳洗滌器 座椅 測(cè)量控制箱 配電開(kāi)關(guān)、 1 電源控制箱 1氧氣減壓箱 1空氣減 壓箱 1氧氣瓶組 1空氣瓶組 1制冰機(jī) 1蓄冰制冷設(shè)備 1蓄電池組 1急救工具箱 制冷風(fēng)機(jī) 2食品飲水柜 第四 章 臨時(shí) 避難硐室設(shè)計(jì)方案 1 系統(tǒng)概述 在 +214m 水平 東運(yùn)輸大巷與 8203 對(duì)拉采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷連接處附近建一臨時(shí)避難硐室。 將避難硐室生存室分為了設(shè)備區(qū)和生活區(qū)兩個(gè)區(qū)域，硐室內(nèi)的儀器設(shè)備主要集中放置在設(shè)備區(qū)，避難人員平時(shí)活動(dòng)主要集中在生活區(qū)。 整個(gè)避難硐室供電、監(jiān)控、通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)詳見(jiàn)附圖：避難硐室供電及監(jiān)控系統(tǒng)圖。 4 供電及通訊接口 供電 主要為 井下電源接口。/min，連續(xù)噪聲不高于 70dB（ A），出口壓力在 ～ 之間，過(guò)濾裝置具有油水分離功能。 2 定位系統(tǒng)接口 在硐室內(nèi)接入 1 臺(tái) KJ347FW 人員監(jiān)控分站和本安電源，與井下人員定位系統(tǒng)聯(lián)接。 )鍍鋅鋼管。利用地面壓風(fēng)機(jī)房交換機(jī)可實(shí)現(xiàn)避難硐室人員與地面任何地方通話。另一部礦用本質(zhì)安全型 電話機(jī) ， 通過(guò) 井筒敷設(shè)的 電話線與 壓風(fēng)機(jī)房電話交換機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)壓風(fēng)機(jī)房與避難硐室的通話。 根據(jù)避難硐室通訊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 和 避難硐室中實(shí)際情況，兩部礦用本質(zhì)安全型自動(dòng)電話機(jī)安放在生存室中部，方便避難硐室內(nèi)各個(gè)方位人員使 用。兩部電話通過(guò)兩種方式接入通訊網(wǎng)絡(luò)，提高了通訊系統(tǒng)的安全系數(shù)。 2 通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì) 通 訊 系統(tǒng)用于避難硐室內(nèi)與地面的通 訊 ，在發(fā)生礦難時(shí)也是最容易被損壞的設(shè)備，因此，通 訊 系統(tǒng)必須進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)才能保證其可靠性。 逃生照明采用一體化礦燈，數(shù)量不少于額定人數(shù)的 25%，且不應(yīng)采用 KL 型鋰電池礦燈。 直流照明系統(tǒng)包括室外指示燈、室內(nèi)照明兩部分，室外照明采用紅色指示燈，具有閃爍功能，能起到遠(yuǎn)距離提醒作用；室內(nèi)照明采用LED 燈，功耗低亮度高，且光強(qiáng)度可手動(dòng)調(diào)節(jié)。 樂(lè)山沫鳳能源有限責(zé)任公司黃泥埂煤礦井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 方案 34 B室 外 指 示 燈 過(guò) 渡 艙 照 明 燈室 內(nèi) 照 明 燈 室 內(nèi) 照 明 燈 室 內(nèi) 照 明 燈室 內(nèi) 照 明 燈 室 內(nèi) 照 明 燈 室 內(nèi) 照 明 燈至 礦 井 內(nèi) 通信 系 統(tǒng)至 地 面 壓 風(fēng)機(jī) 室S C D M A 大靈 通 圖 361 通訊照明系統(tǒng)總體示意圖 1 照明系統(tǒng)設(shè)計(jì) 照明系統(tǒng)可分為交流照明系統(tǒng)和直流照明系統(tǒng)兩部分，交流照明系統(tǒng)是由煤礦內(nèi)電網(wǎng)的交流電源供電，用電設(shè)備采用的普通巷燈，工作電壓為 AC127V。 交流電源供電和蓄電池供電之間的切換通過(guò)主控箱自動(dòng) 實(shí)現(xiàn)，主控箱檢測(cè)到無(wú)交流供電時(shí)，閉合蓄電池組輸出通道的 CMOS 開(kāi)關(guān)，形成電流回路，實(shí)現(xiàn)了交流電源供電和蓄電池組供電的自動(dòng)切換 。 6 多電源切換方案 避難硐室電源有兩 種供電方式，分別是 礦井電網(wǎng)供電方式和蓄電池組供電方式。 整個(gè)避難硐室的操作使用流程如下： ①避難人員到達(dá)避難硐室門(mén)口，手動(dòng)按下“緊急啟動(dòng)按鈕”，避難硐室內(nèi)所有電氣設(shè)備啟動(dòng)； ②避難人員全部穿過(guò)兩端過(guò)渡室進(jìn)入生存室后，手動(dòng)扳動(dòng)“關(guān) 過(guò)渡室”開(kāi)關(guān)到斷開(kāi)狀態(tài)，斷開(kāi)噴淋裝置電磁閥、室外指示燈和過(guò)渡室照明的供電； ③自動(dòng)控制系統(tǒng)智能調(diào)節(jié)生存室氧氣濃度、生存室的氣壓、過(guò)渡室氣壓、生存室內(nèi)溫度、 CO2 含量、空氣濕度； ④當(dāng)避難人員脫離險(xiǎn)境后，手動(dòng)按下“斷電”按鈕，則包括自動(dòng)控制模塊在內(nèi)的所有電氣設(shè)備斷電。 5 操作使用流程 樂(lè)山沫鳳能源有限責(zé)任公司黃泥埂煤礦井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 方案 33 操作簡(jiǎn)單是本避難硐室電氣系統(tǒng)的一大特色，避難人員僅需按動(dòng)兩個(gè)按鈕和扳動(dòng)一個(gè)開(kāi)關(guān)，就能實(shí)現(xiàn)全避難硐室的控制。 避 難 硐 室 監(jiān) 控 臺(tái)雙 回 路 起 動(dòng) 器變 壓 器1 2 7 V A C電 源 主 控 箱電 源 主 控 箱電 池 組電 池 組測(cè)量控制箱環(huán) 境 參 數(shù) 測(cè) 量噴 淋 智 能 控 制壓 力 智 能 控 制供 氧 智 能 控 制溫 度 智 能 控 制C O2智 能 控 制C O 智 能 控 制傳 感 器 供 電傳 感 器 陣 列攝 像 頭攝 像 頭 供 電地 面監(jiān) 控室避難硐室交 流 照 明數(shù) 據(jù) 傳 輸 接 口上 傳 檢 測(cè) 數(shù) 據(jù)井 下 電 話 1 井 下 電 話 2圖 像 光 端 機(jī)K J F 1 6 A 分 站地 面 電 話井 下 監(jiān) 控 、 通 訊井 下 6 6 0 V井 下 6 6 0 V 圖 351 避難硐室供配電系統(tǒng)圖 此設(shè)計(jì)方案 中 避難硐室內(nèi)電氣設(shè)備有 三 條供電途徑：井下電網(wǎng) 兩支路 和蓄電池組，保證在礦難發(fā)生時(shí)電氣設(shè)備的可靠供電。 根據(jù)設(shè)計(jì)分析可知，由于硐室內(nèi)其他用電設(shè)備需要較 多電源接口，故需采用兩套不間斷電源才能滿足用電設(shè)備的接口需求。 為保證避難硐室內(nèi)的持續(xù)供電，避難硐室內(nèi)電源采用煤礦井內(nèi)現(xiàn)有電源。整理表 352 的要求，不間斷電源供電接口 要求如表 353所示。 蓄電池的用電需求如表 352 所示： 表 352 蓄電池用電需求表 序 號(hào) 名稱 電壓 功率 數(shù)量 總功率 時(shí)長(zhǎng) 類型 1 過(guò)渡室壓力電磁閥 DC12V 8W 1 8W 96h 本安 2 過(guò)渡室噴淋電磁閥 DC12V 8W 2 8W 96h 本安 3 生存室氧氣電磁閥 DC12V 8W 1 8W 96h 本安 4 生存室壓力電磁閥 DC12V 8W 1 8W 96h 本安 5 過(guò)渡室照明燈 DC12V 1 5W 10h 本安 6 生存室照明燈 DC12V 10 25W 96h 本安 7 室外照明燈 DC12V 2 5W 1h 本安 8 二氧化碳處理器 DC12V 30W 4 120W 96h 防爆 樂(lè)山沫鳳能源有限責(zé)任公司黃泥埂煤礦井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 方案 31 9 制冷機(jī)風(fēng)機(jī) DC24V 50W 1 50W 30h 防爆 10 自動(dòng)控制系統(tǒng) DC18V 30W 1 30W 96h 本安 11 防爆攝像頭供電 DC18V 9W 2 18W 96h 本安 由表 5 中可以看出，避難硐室內(nèi)共有 21 路本安用電設(shè)備（其中3 路為 DC18V， 18 路 12V）， 5 路隔爆用電設(shè)備（ 4 路 DC12V、 1 路DC24V）。 避難硐室內(nèi)用電設(shè)備有電磁閥、防爆燈、電動(dòng)機(jī)等，詳細(xì)的用電需求如表 351 所示。 2 設(shè)計(jì)要求 樂(lè)山沫鳳能源有限責(zé)任公司黃泥埂煤礦井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 方案 30 供配電系統(tǒng)電能來(lái)源 共有三 條支路，第一 、第二 條輸入支路為礦井內(nèi) AC660V，分別接至井下中央變電所 Ｉ 、 II 段母線，第三 條輸入支路為硐室內(nèi)蓄電池供電。衛(wèi)生保障依靠打包馬桶和防臭儲(chǔ)存箱進(jìn)行保障，由于避難人數(shù)較多，因此設(shè)置兩個(gè)打包馬桶。食物供應(yīng)不少于 5000KJ/(人 .天 )，總共需要 1600000KJ 熱量的食物，食物選用軍用壓縮食品，軍用壓縮食品有體積小、有效期長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。 飲用水不少于 (人 .天 )， 80 人 4 天需要 480L 飲用水。 6 生活保障系統(tǒng) 生活保障系統(tǒng)為避難人員避難期間提供生活保障，并有一定的面對(duì)突發(fā)情況的能力。自動(dòng)控制系統(tǒng)減少了避難硐室的人為干預(yù)，節(jié)約了大量培訓(xùn)時(shí)間和培訓(xùn)經(jīng)費(fèi)。要實(shí)現(xiàn)氣體濃度的精確控制，自動(dòng)控制系統(tǒng)采用閉環(huán)控制原理，以生存室內(nèi)氣體濃度或溫度為控制對(duì)象，通過(guò)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作來(lái)控制電氣設(shè)備動(dòng)作，達(dá)到智能調(diào)節(jié)的目的。 電磁閥驅(qū)動(dòng)電路圖如圖 348 所示，當(dāng)微控制器輸出一個(gè)高電平脈沖時(shí)，發(fā)光二極管發(fā)光，光耦內(nèi)光電二極管導(dǎo)通，直流電壓開(kāi)始流向電磁閥內(nèi)線圈，電磁閥打開(kāi)，氣體從氣瓶?jī)?nèi)排出；當(dāng)來(lái)自控制器的為低電平信號(hào)時(shí)，電磁閥閉合閥門(mén)，關(guān)斷氣瓶。 電磁閥工作電壓有 AC220V、 DC24V、 DC12V 三種，考慮到使用蓄電池供電，故電磁閥使用工作電壓為直流的，這樣在電源設(shè)計(jì)時(shí)不需考 慮選用帶逆變功能的電源管理系統(tǒng)，節(jié)約成本。 傳感器輸出抑制溫漂線性處理濾波整形微控制器 A / D 轉(zhuǎn)換 圖 347 信號(hào)調(diào)離電路結(jié)構(gòu)框圖 執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要用于對(duì)氣瓶通斷的控制，本方案選用電磁閥。 信號(hào)調(diào)理電路 信號(hào)調(diào)理電路用于對(duì)傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，保證微控制器能夠準(zhǔn)確接收到傳感器輸出的信號(hào)，信號(hào)調(diào)理電路結(jié)構(gòu)框圖如圖347 所示，各部分完成以下功能： a) 濾波整形：傳感器均為敏感器件，容易受到噪聲干擾，因此需對(duì)傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行濾波整形處理； b) 線性處理：傳感器存在非線性問(wèn)題，給傳感器的應(yīng)用帶來(lái)不便。 微控制器系統(tǒng)主要由時(shí)鐘電路、電源電路和微控制器等組成，用于對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制。 樂(lè)山沫鳳能源有限責(zé)任公司黃泥埂煤礦井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 方案 27 執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于執(zhí)行微控制器的命令信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體瓶、空氣幕等的控制，保證硐室內(nèi)舒適的生活條件。液晶屏選用成熟的液晶屏模塊，降低開(kāi)發(fā)難度，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。 C 8 0 5 1 FC 8 0 5 1 F信號(hào)調(diào)理電路信號(hào)調(diào)理電路傳 感 器 陣 列供 配 電 系 統(tǒng)剩 余電 量執(zhí)行機(jī)構(gòu)顯示系統(tǒng)R S 4 8 5 R S 4 8 5圖 346 自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 信號(hào)調(diào)理電路用于完成對(duì)傳感器輸入電信號(hào)的濾波、轉(zhuǎn)換、放大等工作。該系統(tǒng)屬隔爆兼本安型電氣系統(tǒng)。在規(guī)定值上下限 20%范圍時(shí)開(kāi)始控制相關(guān)設(shè)備工作。根據(jù)各類傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)氧氣供應(yīng)自動(dòng)控制， CO、 CO2 處理自動(dòng)控制，濕度、溫度調(diào)節(jié)控制，壓力調(diào)節(jié)控制。 自動(dòng)控制裝置具有如下特點(diǎn)： a) 依據(jù)環(huán)境參數(shù)通過(guò)對(duì)用電設(shè)備運(yùn)行的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)硐室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的智能控制； b) 避難硐室內(nèi)外環(huán)境參數(shù)、蓄電池電量的集中采集、處理、顯示； c) 硐室內(nèi)所有用電設(shè)備的集中供電與管理； d) 通過(guò)軟硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的“一鍵式”控制，保證電氣設(shè)備的可操作性和操作的簡(jiǎn)單性； e) 冗余設(shè)計(jì)，保證在智能控制部分出現(xiàn)意外失效的情況下，避難人員能夠手動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì) 環(huán)控生保系統(tǒng)的手動(dòng)控制； f) 自動(dòng)控制系統(tǒng)采用雙 CPU 設(shè)計(jì)，兩個(gè) CPU 各自獨(dú)立運(yùn)行，提高了系統(tǒng)的可靠性。出于提高可靠性、安全性和降低成本的考慮，自動(dòng)控制系統(tǒng)將采集、監(jiān)控、管理功能集成到單片微控制器上實(shí)現(xiàn)，并使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)多任務(wù)軟件編程，實(shí)現(xiàn)硐室內(nèi)的智能化管理 。60=276480L。 4179。20min=。在考慮 倍余量的情況下，每臺(tái)洗滌器吸收一氧化碳的能力為： 四臺(tái)共 吸收一 氧化 碳